Amplifikaatiot

Amplifikaatiot ovat prosesseja, joissa jokin määrä vahvistetaan tai moninkertaistetaan. Termiä käytetään sekä tekniikassa että biotieteissä eri ilmiöiden voimistumisesta.

Elektroniikassa ja signaalinkäsittelyssä amplifikointi tarkoittaa signaalin amplitudin tai tehon kasvattamista vahvistimen avulla. Vahvistusta kuvataan usein gainina, eli ulostulon ja tulon suhdetta. Keskeisiä käsitteitä ovat lineaarisuus, kaistanleveys, kohina sekä särö ja impedanssisovitus. Hyvä amplifikaatio säilyttää signaalin muodon ja hallitsee häiriöitä; epäoptimaalinen sovitus voi johtaa signaalin vääristymään tai lisäkohinaan.

Biologiassa ja biotekniikassa amplifikaatio tarkoittaa DNA:n tai RNA:n määrän moninkertaistamista. Yleisin menetelmä on PCR, polymeraasiketjureaktio, jossa monistuva DNA-ketju kasvaa eksponentiaalisesti toistuvien lämpötilamuutosten avulla. RT-PCR yhdistää käänteisen transkriptiona RNA:n DNA:ksi ja sen jälkeen PCR:n. Reaaliaikainen PCR eli qPCR mahdollistaa tuotoksen määrän seuraamisen reaaliajassa. On olemassa myös isotermaalisia menetelmiä, kuten LAMP, jotka voivat toteuttaa amplifikaation yhden lämpötilan ehtojen alla ilman perinteistä PCR-kiertoa.

Genomiikassa ja syöpätutkimuksessa amplifikaatio voi tarkoittaa geenin kopioluvun kasvua. Tällaiset kopiolukumuutokset voivat vaikuttaa solun käyttäytymiseen ja ovat yleisiä erilaisten syöpien kehittyessä, esimerkiksi onkogeenien amplifikaatio. Tunnistus tapahtuu muun muassa array-CGH- ja next-generation sequencing -menetelmillä sekä kopiolukumurkimen analyysillä.

Sovellukset vaihtelevat tutkimuksesta kliiniseen diagnostiikkaan ja oikeuslääketieteeseen. Haasteita ovat epätoivotut kontaminaatiot ja väärät positiiviset tulokset erityisesti DNA-amplifikaatioon perustuvissa menetelmissä.